设计性实验方案123456.docVIP

大学物理实验设计性实验方案 实验题目： 橡皮擦的密度测量 班 级： 物理学 2011级（1）班 学 号： 2011433 姓 名： 指导教师： 琼 凯里学院物理与电子工程学院 2013 年3月 橡皮擦的密度测量() 要求：1.请自制一把杆秤测量物体的密度 序言 古希腊科学家阿基米得有这样一句流传千古的名言：“给我一个支点，我就能撬起整个地球！”这句话有着严格的科学根据。阿基米得在《论平面图形的平衡》一书中最早提出了杠杆原理。他首先把杠杆实际应用中的一些经验知识当作“不证自明的公理”，然后从这些公理出发，运用几何学通过严密的逻辑论证，得出了杠杆原理。 杠杆平衡原理在我们生活中应用很广泛，比如说我们随身携带的指甲剪，还有天平、杆秤等等都是利用杠杆原理，这就是人们常说的生活离不开物理，物理也离不开生活。很多时候我们会发现杠原理会给我们带来很多方便，比如可以利用杠杆原理来撬走一个我们无法空手搬开的重物，其实杠杆平衡原理就是我们物理学的力矩平衡原理，下面来简单介绍怎么利用力矩平衡原理制作杆秤。 一、实验目的 1.了解力矩平衡原理及其应用 2.掌握秤杆的制作过程 二、实验材料 木棍、刻刀、细线、杯子、水、胶水、若干10g的物体、刻度尺、金属盘、锁、橡皮擦块以及砂布 三、实验原理 设体积为的某物体质量为，则该物体的密度 用杆秤称量出橡皮擦的质量和B杯的质量；将A杯中事先打好半杯水记为，然后把橡皮擦放入A杯中，这时把A杯中的一部分水倒入B杯中，使得A杯中的水和橡皮擦的体积刚好为，此时称量出B杯的质量，查出水的密度，则水的体积为 = 所以水的体积即为橡皮擦的体积。 将质量和体积代入式，即可求出其橡皮擦的密度。 1.杆秤的原理 在日常生活中所用到的杆秤款式很多，下图（1）为常见之一 图（1） 杆称的款式再多，但一定有：阻力×阻力臂=动力×动力臂； 杆秤原理如图（2） 图（2） 从图得 （1） 若在挂钩上橡皮擦质量为M的物体如图（3）: 图（3） 则有 （2） 将（1）式代入（2）式得 （3） 由（3）式得 （4） 1.杆秤的误差 定标物，，为最大值，用天平（Δ=0.05g）称出定标物的质量M，定标物质量M=120g；用刻度尺（）测出最大有效长度为31.7，则这杆秤的不确定度η为 η= 所以η= 2.杆秤制作 在秤杆上挂上秤盘 材料：木棍、金属盘、光滑细线、胶水及砂布 方法：将外表光滑硬度较大的木棍，把木棍用砂布打磨成上图（1）模样用作秤杆，并且在粗的一端打一小孔。并在金属盘上打上三个小孔并将细线穿过作秤盘，用胶水将细线接头粘好，然后将秤盘挂在秤杆的小孔中。 注意点：把金属盘挂在秤杆粗的一端，秤盘要保持平衡。 2.在秤盘上挂起提钮，确定支点 材料：细线、胶水 方法：剪一段细线作提钮，系在杆秤上，移动提钮靠近秤盘，寻找支点的位置，并在其位置打一小孔，把细线从小孔中穿过打结，用胶水把接头粘好。 注意点：正确的支点位置应该是手提住提钮时，秤盘的一边沉下去，秤杆的那一边翘起来。如果始终是秤盘一边翘起来的话，就选用较重的秤盘，让其沉下去，并且两个小孔要平行。 3.在秤盘上挂起秤砣，确定‘0’刻度 材料：光滑细线、锁、铅笔 方法：用锁系上光滑细线做秤砣，吊在秤杆上。手提住提钮，移动秤砣保持平衡，用铅笔在吊线与秤杆贴合的位置上画一根刻度线，记作‘0’。 注意点：此时秤盘里不放任何物体；画好‘0’刻度后再次用此方法验证一下，确保‘0’刻度的准确。 4.在秤杆上确定其他重量的刻度 材料：若干质量为10g的物体、铅笔、刻度尺或游标卡尺、刻刀 方法：在秤盘上放上10g的物体，手提住提钮，移动秤砣，使秤杆保持平衡，用铅笔在吊线与秤杆贴合的位置上画一根刻度线，根据上述方法依次放上20g、30g、40g…的物体直到秤杆标完为止。再用此方法检验画的刻度线是否准确，然后用刻度尺量出每两刻线之间的距离，并且将每段距离分为10个小格，则每一小格代表1g，最后将每一格用刻刀刻下来。 注意点：待杆秤要平稳后才画线 三、操作及步骤 1.用杆秤称量出物体的质量。 2.将